TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN - ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓC

Động cơ không đồng bộ 3 pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sở dĩ như vậy là do động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha. Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lạichiếm tỷ lệ rất nhỏ, đó là do việc điều chỉnh tốc độ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - HỆ TRUYỀN ĐỘNG BIẾN TẦN - ĐỘNG CƠ KĐB 3 PHA RÔTO LỒNG SÓCTÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN PHẦN 2: HÖ TRUYÒN §éNG BIÕN TÇN - §éNG C¥ K§B 3 pha R¤TO LåNG SãCA. TÓM TẮT LÝ THUYẾT1. ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA Động cơ không đồng bộ 3 pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từcông suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sởdĩ như vậy là do động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sửdụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha. Tuy nhiên, trước đây các hệtruyền động động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lạichiếm tỷ lệ rất nhỏ, đó là do việcđiều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ một chiều. Trong thời giangần đây, do phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tinhọc, động cơ KĐB mới được khai thác các ưu điểm của mình. Nó trở thành hệ truyềnđộng cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động Thyristor - Động cơ một chiều. Khác với động cơ một chiều, động cơ KĐB được cấu tạo phần cảm và phần ứngkhông tách biệt. Từ thông động cơ cũng như mômen động cơ sinh ra phụ thuộc vàonhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ KĐB là hệđiều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh. Trong định hướng xây dựng hệtruyền động động cơ KĐB, người ta có xu hướng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnhcủa truyền động động cơ 1 chiều. Phương trình đặc tính cơ của động cơ KĐB có dạng: 3U12ph R2 M=  R2  2  sω 0  R1 +   + X nm  2  s     U1 : Điện áp pha nguồn đặt vào dây quấn stato ωo : Tốc độ đồng bộ R1, R2/, Xnm là thông số dây quấn stato và rôto. s : Hệ số trượt của động cơ. Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơKĐB: - Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Thyristor. - Điều chỉnh điện trở Rôto bằng bộ biến đổi xung Thyristor. - Điều chỉnh công suất trượt Ps. - Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần sốThyristor hay Tranzistor.2. ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Điều khiển tần số là một phương pháp điều khiển hiện đại cho phép điều chỉnh tốcđộ động cơ KĐB trơn, rộng và hiệu quả. Bộ biến tần (BBT) là thiết bị biến đổi năng lượng điện từ tần số công nghiệp(50Hz) sang nguồn có tần số thay đổi cung cấp cho động cơ điện xoay chiều. Bộ biếntần chia làm hai loại: Biến tần trực tiếp (cycloconverter) và biến tần gián tiếp (có khâutrung gian một chiều). Bộ biến tần trực tiếp sử dụng ở các hệ thống công suất cao.Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 8TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bộ biến tần gián tiếp hoạt động theo nguyên lý sau: Điện áp xoay chiều tần sốcông nghiệp (50Hz) được chỉnh lưu thành nguồn một chiều nhờ bộ chỉnh lưu (CL)không điều khiển hoặc bộ chỉnh lưu điều khiển, sau đó được lọc và qua bộ nghịch lưu(NL) sẽ biến đổi thành nguồn điện áp xoay chiều 3 pha có tần số biến đổi cung cấpcho động cơ. Bộ biến tần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị tốc độ đặt mong muốn. + Có khả năng điều chỉnh điện áp theo tần số để duy trì từ thông khe hở khôngđổi trong vùng điều chỉnh mômen không đổi. + Có khả năng cung cấp dòng điện định mức ở mọi tần số. Cũng như các mạch chỉnh lưu, nghịch lưu, trong mạch điều khiển hệ truyền độngđiện động cơ KĐB, người ta cũng thường sử dụng các van bán dẫn như Thyristor,Tranzitor, IGBT,... trong các bộ biến tần. Các bộ biến tần ngày nay người ta thườngsử dụng các mạch điều khiển độ rộng xung (PWM) có kết hợp với các mạch vi điềukhiển để thay đổi góc mở của IGBT làm thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơKĐB. Mô hình động tổng quát của động cơ KĐB là một phương trình không gian trạngthái bậc sáu, đầu vào stato là điện áp và tần số, đầu ra có thể là tốc độ quay của rôto,vị trí của rôto, mômen điện từ, từ thông móc vòng của stato hay rôto, từ thông từ hóa,dòng stato, dòng rôto... Chúng ta biết rằng nếu như sử dụng hệ trục toạ độ gắn vớivectơ không gian của từ thông từ hóa, từ thông stato hoặc từ thông rôto thì biểu thứcxác định mômen điện từ của động cơ KĐB sẽ tương tự như biểu thức xác địnhmômen điện từ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Như vậy mômen điện từcó thể đ ...